[发明专利]一种聚偏氟乙烯微孔膜的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚偏氟乙烯微孔膜的生产方法，属于膜分离技术领域。

背景技术

超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的，膜孔径在1－100nm之间。膜分离不涉及到相变过程，能耗较低，而相对于传统的水处理，占地少，处理效果稳定，超滤技术已经被大量用于水处理工程中，特别是污废水处理、中水回用等项目。超滤膜作为超滤技术的核心部分，对工程质量影响极大。聚偏氟乙烯材质的超滤膜，在价格、耐各种介质、分离性能等方面，有较好的均衡，是当前超滤技术中处理污废水的首选。制备聚偏氟乙烯的超滤膜，一般有指状孔结构与海绵孔结构两种思路，前者制备方法简单，能形成更小的膜孔及更畅通的过滤液流道；后者工艺控制相对复杂，形成的膜更加均匀，出现缺陷、大孔的几率更低。但后者生产过程中，凝固浴浓度较高，易形成溶剂的蒸汽，危害员工的身心健康。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题及缺陷，而提供一种聚偏氟乙烯微孔膜的生产方法，该方法用来解决当前聚偏氟乙烯微孔膜全指状孔结构存在薄弱点、缺陷、大孔的问题，全海绵孔结构存在生产过程中溶剂蒸汽浓度高、对工艺控制要求高以及难以形成小孔径膜的问题。

本发明的技术方案为：

一种聚偏氟乙烯微孔膜的生产方法，其特征在于，各物质按重量百分比计，聚偏氟乙烯10－25％、复合致孔剂10－30％，余量为溶剂，按以下步骤进行：(1)将聚偏氟乙烯、溶剂投入搅拌器，80℃下搅拌24小时溶解形成均一溶液；(2)投入复合致孔剂，继续在80℃下搅拌24小时；(3)过滤后静置48小时脱泡，并冷却至55℃得到铸膜液；(4)将铸膜液刮膜片；或在凝固浴条件下用常规的干湿法纺丝，所述凝固浴为不高于20％浓度的水溶液。

所述的复合致孔剂为公知的既易溶于水又易溶于溶剂的致孔剂和易溶于溶剂但在水中溶解度较小的致孔剂的混合物。

所述的易溶于溶剂但在水中溶解度较小的致孔剂的重量百分比为5-20％。

所述易溶于溶剂但在水中溶解度较小的致孔剂在溶剂中的溶解度为每100体积大于20体积，在水中的溶解度为每100体积小于5体积。

所述的易溶于溶剂但在水中溶解度较小的致孔剂为正辛醇、正硅酸乙酯、丙二醇丁醚、钛酸酯偶联剂、二甲基硅油、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或二种以上混合物。

所述的溶剂为二甲基乙酰胺、N-甲基吡络烷酮中一种或二种混合物。

在本技术方案中，采用了易溶于溶剂但难溶或微溶于水的致孔剂和公知的聚乙二醇或聚乙烯吡络烷酮等既易溶于溶剂又易溶于水的致孔剂的混合物。当铸膜液与低浓度的凝固浴接触时，铸膜液皮层立既形成，皮层上膜孔较小而数量多；同时由于扩散速度快，外部形成指状裂纹结构。而铸膜液内部，由于溶于水的组分减少以及难溶或微溶于水的致孔剂分量的相对增加，阻碍了这种发生在表层的凝固浴-铸膜液快速扩散过程，从而抑制了指状孔的发展，形成海绵孔结构。

以本方法制备聚偏氟乙烯微孔膜时，凝固浴可以为纯水，规避了溶剂蒸汽的问题，不仅节约了成本，更有利于员工的身心健康。而制备的聚偏氟乙烯微孔膜，外部为指状孔结构，内部为海绵孔结构，兼具了前者孔径较小，后者缺陷、大孔少，无薄弱点的优势。

具体实施方式

以下结合实例对发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。各实施例的用量按重量百分比计。

实施例1

将10％聚偏氟乙烯、65％二甲基乙酰胺投入搅拌器，80℃下搅拌24小时溶解形成均一溶液；再投入5％聚乙烯吡络烷酮K30和20％的正硅酸乙酯，继续在80℃下搅拌24小时；过滤后静置48小时脱泡，并冷却至55℃得到铸膜液；将铸膜液在玻璃板上刮膜后浸入纯水；将获得的膜片切开后在显微镜上观察，膜外侧为指状裂纹孔结构，内侧为海绵孔结构。

实施例2

将25的％聚偏氟乙烯、65％二甲基乙酰胺投入搅拌器，80℃下搅拌24小时溶解形成均一溶液；再投入5％的聚乙二醇PEG2000和5％的二甲基硅油，继续在80℃下搅拌24小时；过滤后静置48小时脱泡，并冷却至55℃得到铸膜液；干湿法纺丝，膜丝尺寸为0.7mm/1.3mm，膜丝内外凝固浴都是纯水；将获得的膜丝切断后在显微镜上观察，膜外侧为指状裂纹孔结构，内侧为海绵孔结构，泡点压力大于0.5MPa。

实施例3